在橡胶混炼过程中,合理安排各组分的加入顺序,对胶料的分散性、混炼效率、物性稳定性、加工性能以及最终制品的质量都有至关重要的影响。一般来说,橡胶混炼通常采用两段法,即 第di一yi段混炼(Carbon Master Batch, CMB) 和 第二段混炼(Final MasterBatch, FMB)。在这两个阶段,不同材料的添加顺序有科学依据,下面将从理论和实践角度深入解析。
第di一yi段混炼(CMB):主要目标是分散和塑炼
第di一yi段混炼的主要目的是:
实现基础均匀混合,确保橡胶基体与填tian充chong剂ji、增塑剂等充分分散。
提高炭黑的分散性,避免团聚,改善胶料的均匀性。
初步塑炼,降低黏度,使胶料更易加工。
第di一yi段加料顺序及各组分作用
生胶(Raw Polymer)
主要橡胶基体(如NR、SBR、BR、EPDM、NBR等)在开炼机或密炼机中先投料。
目的是通过机械剪切作用初步塑炼,降低分子量,提高后续混炼的流动性。
加入策略:一般从低黏度到高黏度逐步加入,以保证均匀混炼。
少量软化剂(Plasticizer/Oil)
用于降低初期混炼扭矩,改善橡胶的流动性,使填料更容易分散。
典型如环烷油、芳烃油、酯类增塑剂等,但不宜加太多,以免影响填料的分散。
补强填料(Carbon Black, Silica, Clay, etc.)
由于其极性较高,必须搭配适量偶联剂(如Si-69)使用,以提高相容性。
加入顺序:一般在炭黑之后加入,并需在适当温度下混炼,以利于偶联反应。
炭黑是橡胶混炼的关键填tian充chong剂ji之一,对强度、耐磨性、导电性等起决定作用。
加入顺序:密炼机中需分批加入,防止飞扬和局部高浓度引起的分散不均。
例如:高补强炭黑(如N220、N330)先加入,低补强炭黑(如N550、N660)后加入。
炭黑(Carbon Black)
白炭黑(Silica)
分散剂(Processing Aid)
促进填料的均匀分布,减少团聚现象,提高炭黑或白炭黑的分散效果。
例如石蜡、硬脂酸、低分子量聚乙yi烯xi等,在炭黑之后加入,改善流动性。
部分软化剂(Plasticizer/Oil)
剩余的软化剂或增塑剂此时加入,以防止过早降低混炼机的剪切作用。
例如石蜡油、芳烃油、酯类增塑剂等。
部分防老剂(Antioxidants)
常用防老剂如 IPPD、6PPD 需提前混合,以减少后续氧化作用。
但对于易挥发的防老剂(如酚类),通常在第二段加入,以减少损耗。
部分硫化剂(如过氧化物体系)
对于一些特殊配方,如过氧化物硫化体系(DCP等),部分引发剂可在第di一yi段提前分散。
第di一yi段混炼后的胶料状态
第di一yi段混炼结束后,胶料通常需进行自然冷却或储存,使填料和橡胶体系内部张力释放,同时提升加工性能。
第二段混炼(FMB):主要目标是均匀分布和硫化体系的添加
第二段混炼的主要目的是:
使硫化体系均匀分散,确保硫化速度一致。
避免过早硫化(焦烧),保证加工稳定性。
调整加工性能,提高流动性,优化最终成品性能。
第二段加料顺序及各组分作用
第di一yi段混炼后的胶料
先投入密炼机或开炼机,适当升温以便后续材料的均匀分散。
硫化剂(Curatives, such as Sulfur)
对于过氧化物硫化体系,过氧化物必须在低温下混炼,避免分解失效。
作为最常见的硫化剂,需在第二段加入,以避免高温下发生焦烧。
常规添加量在 1.5-3 phr 之间,根据不同橡胶种类调整。
硫磺(Sulfur)
过氧化物(Peroxide,如DCP、BPO)
促进剂(Accelerators)
主要包括 硫醛胺类(MBT, MBTS)、次磺酰胺类(CBS, TBBS)、秋兰姆类(TMTD, DPTT) 以及 胍类(DPG)。
加入顺序:一般在硫磺之后加入,以保证促进剂与硫磺的最zui佳jia配合效果。
防焦剂(Retarders)
如 CTP(PVI),防止焦烧,提高加工安全性,特别适用于复杂形状橡胶制品的生产。
剩余防老剂
一些易挥发或高温敏感的防老剂(如BHT、RD)可在此阶段加入,以减少损失。
少量软化剂
适量调整加工流动性,使胶料达到理想的物理状态,但不宜过量,以免影响硫化均匀性。
第二段混炼后的胶料状态
第二段混炼完成后,胶料应尽快进行压片和恰当储存,以防止焦烧。最终的胶料应表现出良好的流动性、均匀的硫化分布,以及符合配方设计要求的性能指标。
橡胶混炼是橡胶制品制造过程中最核心的工艺环节之一,其加料顺序的合理性直接影响混炼胶的分散质量、工艺性能和最终制品的物理机械性能.
特别声明:
Special statement:
转载其他网站内容仅供参考,以传递更多信息而不是盈利。
Reprinting content from other websites is for reference only, to convey more information rather than for profit.
版权属于原作者。如有侵权,请联系删除。
Copyright belongs to the original author. If there is any infringement, please contact us for deletion.